• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권1호
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• pp.24-31
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• 2005

정위적 방사선 수술은 한 번에 두 개내 병소에는 고선량의 방사선을 조사하면서, 주위 정상조직에는 최소한의 방사선이 조사되도록 시술하는 치료기법이다. 본 연구는 정위적 방사선 수술시 자동적 치료계획을 수행하기 위하여, 선형가속기와 감마나이프의 다수의 회전중심점을 이용하는 치료계획에 대한 물리적 격자구조에 기반한 새로운 방법을 개발하였다. 최적의 방사선 수술계획은 많은 빔관련 변수들의 조합으로서 만들어진다. 본 연구에서는 선형가속기와 감마나이프 수술시 빔 측면도의 50% 수준에서의 선량분포가 콜리메이터/헬멧의 구멍 크기와 일치하는 점을 이용하여 하나의 회전중심점을 중심으로 선량분포를 구형으로 모델화시켰다. 그리고, 다수의 회전중심점들은 병소내 위치와 크기를 고려한 정육면체 구조와 1×1×1 ㎣의 체적소 단위의 계산에 의해 자동적으로 배치시켰다. 이 기법에 의한 치료계획 방법은 선량체적히스토그램, 선량의 일치성, 선량의 균질성의 병소내 선량분포로서 평가되었다. 그 결과, 새로운 기법은 불규칙한 병소들에 대하여 프로그램 시스템에 의해 빠르게 다수의 회전중심점들을 배치시켰다. 또한, RTOG의 권고사항에 언급된 병소내 선량분포의 일치성, 균질성이 기준을 잘 만족하였고, 병소들은 50％ 이상의 등선량 곡선 내에 포함되었다. 이와 같은 성과는 불규칙하게 형성된 병소와 선형가속기나 감마나이프와 같은 다른 치료 장치 기법들에서 특별한 제약없이 보편적으로 적용이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.1-9
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• 2001

목적 : 혈관조영상 잠재혈관기형(angiographically occult vascular malformation, AOVM)의 치료에 정위방사선수술을 적용하여 병변의 영상학적 반응과 임상 경과, 치료에 대한 부작용을 분석하여 AOVM의 치료 시 정위방사선수술의 역할을 정립하고자 한다. 대상 및 방법 : 1995년 2월부터 1999년 12월까지 AOVM으로 진단 받은 11명(12병변)의 환자에 대하여 선형가속기를 이용한 정위방사선수술을 시행하였다. 모든 병변은 자기공명영상에서 병변의 중심부에는 이질적인 고신호를 보이며, 저신호의 테두리로 둘러 쌓여 경계가 분명한 혈관기형 소견을 보였다. 정위방사선수술 시 처방선량은 회전중심점 선량 기준으로 67~80% (중앙값 80%) 등선량곡면에 13~25 Gy (중앙값 16 Gy)이었으며, 모두 단일 회전중심점을 이용하였고, 8~20mm (중앙값 14 mm) 크기의 원형 콜리메이터를 사용하였다. 결과 : 추적관찰 기간은 12~56개월(중앙값 42개월)이었다. 재출혈이 일어난 경우는 3예로 치료 후 5, 6, 12개월 때 각 1차례씩 발생하였고 이후 추가적인 재출혈은 없었다. 정위방사선수술로 인한 조직괴사는 2예에서 발생하였으며, 모두 영구적인 신경학적 후유증을 초래하였다. 임상증세를 동반하지 않은 채 T2 강조영상에서 병변 주위의 부종이 관찰된 경우도 1예 발생하였다. 결론 : 정위방사선수술을 이용한 AOVM의 치료는 재출혈을 효과적으로 방지할 수 있는 치료방법으로 생각된다. 그러나 동정맥기형에 비하여 신경학적 후유증이 발생할 확률이 높기 때문에 치료 환자의 선택과 처방선량의 결정 시에는 보다 신중한 고려가 필요하다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.84-93
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• 2004

정위적 방사선수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 정위적 기구를 이용해 환자를 고정시킨 후 한번에 고선량의 방사선을 병변에 조사하는 방사선 치료법이다. 일반적인 방사선 치료와 달리 단 한번의 조사로 고선량의 방사선이 환자에게 주어지므로 정확한 수술계획의 수립이 필요하다. 현재, 수술계획은 사람이 직접 시행착오를 거듭하며 수립되고 있다. 이로 인해 계획의 재연성과 신뢰성에 문제가 재기되고 있으며, 이를 해결하고자 컴퓨터를 활용한 수술계획 최적화 방법들이 제안되어 왔다. 그러나 기존의 방법들은 최종적인 수출계획을 얻을 때까지 많은 시간이 필요하고 사용되는 수학적 알고리듬의 한계로 국소적 최적해를 최종해로 산출해 낼 위험성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 이상표적모델을 활용한 정위적 방사선수술계획 최적화 방법을 연구하였다. 병소의 다양한 모양을 근사시킬 이상표적모델을 구형과 원통형, 원뿔형, 타원체의 4종류 가정하였다. 회전중심점(isocenter)을 여러 개 사용하여 이상표적모델을 50％ 등선량 내에 포함시키고, 이 조건을 만족하는 경우의 회전중심점의 위치, 콜리메이터 크기를 데이터베이스화 하였다. 병소가 주어질 경우 기하학적 비교를 통해 병소의 모양을 가장 잘 나타낼 수 있는 이상표적모델, 또는 이상표적모델의 조합을 결정한 후 병소를 근사화하는 과정을 개발하였다. 이후 각 이상표적모델에 대해 데이터베이스에 구축되어 있는 최적변수들을 찾아 회전중심점을 배치시키고 실제 병소에 맞게 최종적인 수정을 통해 최적화 과정을 마치도록 하였다. 이 과정을 가상 표적에 대해 수행한 결과 뛰어난 결과를 보이진 않았으나 회전중심점에 대한 간단한 변화만으로 만족할 만한 결과를 나타내었다. 이는 직접적인 수술에 사용될 수는 없을지라도 수술계획을 함에 있어 최적화 과정의 시작점(Starting Point)으로 받아들이기에 만족할 만한 결과이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권3호
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• pp.137-143
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• 2009

본 연구는 호흡에 따라 움직임이 큰 흉부나 복부 장기의 방사선 수술에 적용되는 사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적장치의 정확성을 평가하였다. $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적장치의 정확성 평가를 위해 금침이 삽입된 움직임 Phantom을 이용하였고, Phantom은 아크릴 볼이 들어 있는 정육면체에 Radiochromic 필름을 삽입하여 가상의 치료용적인 아크릴 볼에 21 Gy, 70% 등선량곡선으로 처방하였다. 고정된 Phantom의 금침추적방법과 움직임 Phantom의 $Synchrony^{TM}$ 호흡추적 방법으로 나누어 각각 5회 측정한 정확성 평가는 고정된 Phantom 추적 시 총 에러는 $0.0195{\sim}0.652mm$, 총 에러 평균은 0.3926 mm로 나타났으며, 움직임 Phantom을 이용한 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 방법의 결과로 총 에러는 $0.4405{\sim}0.7665mm$, 총 에러 평균은 0.5673 mm로 나타나 두 방법에 유의한 차이가 없었다. 본 연구를 통해 사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 장치의 정확성을 평가하였으며 체부의 방사선 수술 적용 시 그 유용성을 확인할수 있었다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권9호
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• pp.4233-4235
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• 2016

Background: Whole brain radiotherapy (WBRT) and stereotactic radiosurgery were frequently used to palliate patients with brain metastases. It remains controversial which modality or combination of therapy is superior especially in the setting of limited number of brain metastases. The availability of newer medical therapy that improves survival highlighted the importance of reducing long term radiation toxicity associated with WBRT. In this study, we aim to demonstrate the hippocampal sparing technique with whole brain and integrated simultaneous boost Materials and Methods: Planning data from 10 patients with 1-5 brain metastases treated with SRS were identified. Based on the contouring guideline from RTOG atlas, we identified and contoured the hippocampus with 5mm isocentric expansion to form the hippocampal avoidance structure. The plan was to deliver hippocampal sparing whole brain radiotherapy (HSWBRT) of 30 Gy in 10 fractions and simultaneous boost to metastatic lesions of 30 Gy in 10 fractions each. Results: The PTV, hippocampus and hippocampal avoidance volumes ranges between 1.00 - 39.00 cc., 2.50 - 5.30 cc and 26.47 - 36.30 cc respectively. The mean hippocampus dose for the HSWBRT and HSWBRT and SIB plans was 8.06 Gy and 12.47 respectively. The max dose of optic nerve, optic chiasm and brainstem were kept below acceptable range of 37.5 Gy. Conclusions: The findings from this dosimetric study demonstrated the feasibility and safety of treating limited brain metastases with HSWBRT and SIB. It is possible to achieve the best of both worlds by combining HSWBRT and SIB to achieve maximal local intracranial control while maintaining as low a dose as possible to the hippocampus thereby preserving memory and quality of life.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.365-373
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• 2002

병변의 정확한 위치 결정은 정위적 방사선 수술에서 정상조직을 보호하고 방사선을 정확히 병변에 조사하기 위하여 매우 중요하다. 병변의 검출 및 위치 결정에 보편적으로 사용되는 디지털 혈관조영술에서는 영상증배관의 기하학적 특성으로 인해 영상이 중심부로 휘는 바늘겨레 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 왜곡은 병변 위치 결정의 오차를 증가시키므로 보정해주어야만 한다. 본 연구에서는 이러한 왜곡을 보정하기 위하여 바늘겨레 왜곡을 모사한 영상을 만들었다. 이렇게 만든 왜곡 모사 영상을 기하학적 변환 방법인 bilinear 변환과 polynomial 변환을 사용하여 보정하였다. 이러한 보정 방법으로 왜곡을 보정한 영상과 왜곡되지 않았을 때의 영상을 모사한 원영상과의 각 화소값과의 차이를 구하여 통계적인 오차를 계산하였다. 보정 결과 두 변환 방법 모두에서 원 영상과의 오차가 2% 이내로 보정 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 서로 다른 두 보정 방법간의 비교에서는 전 영역에서 거의 같은 오차를 나타냄으로써 두 보정 방법간의 차이가 나타나지 않음을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권2호
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• pp.241-247
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• 1993

가톨릭 의과대학 강남성모병원 치료방사선과에서는 1988년 7월부터 1992년 12월 사이에 뇌종양 환자 45명의 뇌내 46개 병소에 대한 뇌정위다방향방사선치료를 실시하였으며, 이들에 대한 영상학적 및 임상적 추적조사 결과를 후향적으로 분석하였다. 뇌종양에 대한 뇌정위다방향방사선치료는 병소가 생명중추에 인접되어 있거나 다른 전신질환과 함께 있어 종양의 수술적 제거가 어려운 경우, 수술후 잔류 병소가 남아 있거나 재발된 경우, 또는 종래 부터 해오던 방사선치료에도 불구하고 잔류병소가 남아있거나 환자가 수술을 거부할 경우 등에서 실시하게 된다. 이는 수술이나 유사한 다른 치료와 비교하여 동일한 치료효과를 얻으면서도 간편하고 비침습적 이며 또한 상대적으로 저렴한 치료 경비가 소요됨으로, 최근 방사선치료장비 및 치료계획 프로그램의 개발과 함께 그 치료성적이 관심의 대상이 되고 있다. 환자 분포는 남녀 비가 22:33 이며, 연령 분포는 5-74세 (중앙값 : 43세)이었고, 추적조사 기간은 2-55개월 (중앙값 : 35개월)이었다. 6 MV 선형 가속기를 사용하여 조사야 용적은 $0.13-42.88\;cm^3$(중앙값 : $7.26\;cm^3)$이었으며, 최대치료선량은 5-35.5 Gy(중앙값 : 20.9 Gy)이었다. 종양 별로는 뇌하수체종양15예, 청각신경종 8예, 수막종 7예, 뇌교종 6예, 두개인두종 4예, 송과선종 3예, 혈관아세포종 2예, 및 뇌전이 암 1예 씩이었다. 총 46예 중 18예$(39.1\%)$에서 추적 영상검사상 종양의 소실 및 위축을 관찰하였으며, 10예$(34.8\%)$에서는 종양크기의 정지상태를 나타냈다. 임상적으로는 34예$(73.9\%)$에서 방사선치료 전보다 양호한 전신상태 및 수행능력을 유지하고 있었으며, 이중 4예 $(8.7\%)$에서는 추적 검사상 종양 크기가 약간 커졌음에도 불구하고 임상적으로는 안정된 상태이었다. 영상학적으로나 임상적으로 악화된 경우는 2예$(4.4\%)$에서 있었다. 치료에 따르는 부작용으로는 치료 직후, 일시적 두통을 호소하였으나 스테로이드 및 진통제 투여로 개선되었으며 경미한 일시적 탈모를 3예$(6.6\%)$에서 경험하였으며 향후 좀더 정밀 추적검사가 필요할 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.87-94
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• 2001

목적 : 수막종 환자에 대한 선형가속기를 이용한 정위방사선수술의 임상 경과, 영상의학적 반응, 그리고 신경학적 후유증을 분석하여 수막종에서 정위방사선수술의 역할을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1995년 2월부터 1999년 12월까지 26명의 수막종 환자에 대해 선형가속기를 이용한 정위방사선수술을 시행하였다. 9명은 외과적 절제술이 선행되었으며 나머지 17명은 정위방사선수술만 시행되었다. 대상환자들의 남녀 비는 7:19이었고, 연령 분포는 $14\~67$세(중앙값 51세)이었다. 정위방사선수술 당시 17명에서 병변으로 인한 신경학적 증상을 보였다. 종양 용적의 범위는 $0.7\~16.5\;cm^3$ (중앙값 $4.7\;cm^3$)이었고, 정위방사선수술 시 처방선량은 최대선량 기준으로 $46\~90\%$ (중앙값 $80\%$) 등선량곡면에 $10\~20\;Gy$ (중앙값 15 Gy)이었다. 임상 추적관찰 기간은 $1\~71$개월(중앙값 27개월)이었고 영상 추적관찰 기간은 $1\~52$개월(중앙값 25개월)이었다. 결과 : 정위방사선수술 당시 임상 증상이 있었고 임상 추적관찰 기간이 1년 이상인 14명 중 13명$(93\%)$에서 증상의 소멸 및 완화를 보였으며, 나머지 1명은 치료 후 4개월부터 종괴효과로 증상이 악화되어 7개월 후에 외과적 절제술을 시행 받았다. 영상 추적관찰 기간이 1년 이상인 14명의 환자들 중 7명$(50\%)$은 정위방사선수술 후 $6\~25$개월 (중앙값 11개월)에 종양 크기의 감소를 보였고, 6명$(43\%)$은 종양 크기의 변화가 없었다. 종양 크기의 증가를 보인 1명$(7\%)$은 외과적 절제술을 시행 받았다. 6명$(23\%)$의 환자에서 정위방사선수술 후 새로운 신경학적 후유증이 발생하였으며, 이 중 5명은 일시적 후유증으로 스테로이드 투여 등의 보존적 치료 후에 증상이 소멸되었고, 1명은 정위방사선수술로 인한 조직 괴사로 외과적 절제술을 시행 받았다. 결론 : 정위방사선수술을 이용한 수막종의 치료는 외과적 절제술이 불가능한 경우, 불완전한 절제술을 시행한 경우, 그리고 수술 후 재발한 경우에 안전하고 매우 효과적인 치료 방법으로 판단된다. 하지만 더 오랜 기간의 추적관찰이 필요하며 종양용적이 크고 주위에 결정장기가 있는 경우에는 신경학적 후유증을 줄이기 위해 좀 더 신중한 치료 계획 및 선량 결정이 필요하다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.223-228
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• 2015

이중으로 집중된 미세 다엽콜리메이터(Double-focused micro Multileaf Collimator: ${\mu}MLC$)는 보통의 다엽콜리메이터(Multileaf Collimator: MLC)에 비하여 조사면 가장자리 부분의 선량을 급격하게 줄여준다. 이러한 특성 때문에, 미세 다엽 콜리메이터는 정위적 방사선 수술과 치료(Stereotactic Radio-Surgery/RadioTtherapy, SRS/SRT)에 사용되어 왔다. 우리는 Elekta Synergy 선형가속기에 이중으로 집중된 동적 미세 다엽콜리메이터(Double-focused Dynamic micro-Multileaf Collimator: DMLC)를 부착하여 선량학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서는, 필름(GafChromic EBT2 film), EDGE 다이오드 검출기, 3차원 물 팬텀을 이용하였다. 깊이선량백분율(Percent Depth Dose, PDD), 엽 투과도(leaf leakage), 반그림자(Penumbra)를 측정하였고, 모든 데이터들은 6MV 광자선으로 측정하였다. 그 결과, DMLC가 1% 이내의 투과도를 갖는것을 확인할 수 있었다. DMLC는 이중으로 집중 되는 구조를 가졌기 때문에 반 그림자가 조사야 크기에 대하여 독립적인 것을 확인하였다. 본 연구에서는 DMLC의 선량학적 특성을 바탕으로, Elekta Synergy에 부착된 DMLC의 적용 가능성을 증명하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.129-134
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• 2002

방사선 수술시 예상되는 치료효과를 위해 종양에 미리 정의된 방사선량이 조사되도록 수술을 계획한다. 이러한 수술계획시 다양한 모양의 종양에 대해 수술 계획을 수행하는 것은 많은 시간과 숙련된 수술계획자가 요구된다. 최근 들어, 뛰어난 컴퓨터 기술의 발달로 컴퓨터를 이용한 수술계획 방법들이 많이 연구 발표되고 있으나 현재 대부분의 수술계획은 주로 시행착오를 통한 방법으로 이루어진다. 본 연구에서는 방사선 수술계획시 고려되는 많은 빔관련 변수들을 고려하고 다양한 형태의 종양들을 원통형으로 가정한 후 이 종양모델을 50％ 등선량 곡선내에 포함시킬수 있는 변수들을 찾아 이들을 비교 분석하였다. 수많은 변수들 중 본 연구에서 고려한 변수는 콜리메이터 크기, isocenter의 개수와 isocenter 간의 거리이고 이때 얻어진 선량분포는 Dose Volume Histogram(DVH)과 Dose Profile로 서로 비교하였다. 비교결과 우리가 가정한 50％ 등선량 곡선내에 종양모델을 포함시키기 위해서는 일정 개수 이상의 isocenter의 사용은 치료의 복잡성만을 증가시킬뿐 Dose Profile과 DVH에서의 변화는 눈에 뛰게 향상되지 않았다. 또한 같은 콜리메이터 크기로 같은 개수의 isoceter를 사용할 때 isocenter의 거리가 지름대비 1.0-1.2일 경우의 DVH와 Dose profile이 상대적으로 우수하게 나타났다.